KR101114782B1 - Light emitting device, light emitting device package and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광 소자는 제1 발광 구조물; 상기 제1 발광 구조물 상에 비전도성 반도체층; 상기 비전도성 반도체층 상에 제2 발광 구조물; 및 상기 제1 발광 구조물 및 상기 제2 발광 구조물에 동시에 전기적으로 연결되는 공통 전극을 포함한다.The light emitting device according to the embodiment may include a first light emitting structure; A nonconductive semiconductor layer on the first light emitting structure; A second light emitting structure on the nonconductive semiconductor layer; And a common electrode electrically connected to the first light emitting structure and the second light emitting structure at the same time.
발광 소자 Light emitting element
Description
실시예는 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 발광 소자 제조방법에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device, a light emitting device package, and a light emitting device manufacturing method.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다. 최근 발광 다이오드는 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용이 증가하고 있으며, 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 다이오드를 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 다이오드도 구현이 가능하다.Light emitting diodes (LEDs) are semiconductor light emitting devices that convert current into light. Recently, the light emitting diode is gradually increasing in brightness, and is being used as a light source for a display, an automotive light source, and an illumination light source. A light emitting diode that emits white light having high efficiency by using a fluorescent material or by combining various color light emitting diodes. It is also possible to implement.
한편, 발광 다이오드는 일반적인 다이오드의 정류 특성을 가지기 때문에 교류(AC) 전원에 연결되는 경우 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복하게 되어 연속적으로 빛을 창출하지 못하며, 역방향 전류에 의해 파손될 우려가 있다. On the other hand, since the light emitting diode has the rectifying characteristics of a general diode, when connected to an AC power source, the light is repeatedly turned on and off according to the direction of the current, so that light cannot be continuously generated and may be damaged by a reverse current. .
따라서, 발광 다이오드를 직접 교류 전원에 연결하여 사용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.Therefore, various researches for using a light emitting diode directly connected to an AC power source are in progress.
실시예는 새로운 구조의 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device having a new structure.
실시예는 교류 전원을 공급받아 연속적으로 빛을 생성하는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device that generates light continuously by receiving AC power.
실시예에 따른 발광 소자는 제1 발광 구조물; 상기 제1 발광 구조물 상에 비전도성 반도체층; 상기 비전도성 반도체층 상에 제2 발광 구조물; 및 상기 제1 발광 구조물 및 상기 제2 발광 구조물에 동시에 전기적으로 연결되는 공통 전극을 포함한다.The light emitting device according to the embodiment may include a first light emitting structure; A nonconductive semiconductor layer on the first light emitting structure; A second light emitting structure on the nonconductive semiconductor layer; And a common electrode electrically connected to the first light emitting structure and the second light emitting structure at the same time.
실시예는 새로운 구조의 발광 소자를 제공할 수 있다.The embodiment can provide a light emitting device having a new structure.
실시예는 교류 전원을 공급받아 연속적으로 빛을 생성하는 발광 소자를 제공할 수 있다. The embodiment can provide a light emitting device that generates light continuously by receiving AC power.
실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of an embodiment, each layer (film), region, pattern, or structure is formed “on” or “under” a substrate, each layer (film), region, pad, or pattern. In the case where it is described as "to", "on" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 따른 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, a light emitting device, a light emitting device manufacturing method, and a light emitting device package according to embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<제1 실시예><First Embodiment>
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 단면도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 상면도이다. 1 is a cross-sectional view of a
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)는 기판(110), 베이스층(120), 제1 도전형 반도체층(130), 제1 활성층(140), 제2 도전형 반도체층(150), 비전도성 반도체층(160), 제3 도전형 반도체층(170), 제2 활성층(180), 제4 도전형 반도체층(190), 제1 전극(131), 제2 전극(191)) 및 공통 전극(165)을 포함한다. 1 and 2, the
상기 제1 도전형 반도체층(130), 제1 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)은 제1 발광 구조물(A)을 이루며, 상기 제3 도전형 반도체층(170), 제2 활성층(180) 및 제4 도전형 반도체층(190)은 제2 발광 구조물(B)을 이룬다.The first
상기 발광 소자(100)는 외부의 교류(AC : Alternative Current) 전원을 공급받아 연속적으로 빛을 생성할 수 있다. 즉, 상기 교류(AC) 전원은 상기 발광 소자(100)에 (+) 전압과 (-) 전압을 교번적으로 공급하는데, (+) 전압 및 (-) 전압 중 어느 하나에 의해 상기 제1 발광 구조물(A)이 발광하고, (+) 전압 및 (-) 전압 중 다른 하나에 의해 상기 제2 발광 구조물(B)이 발광하게 되어, 상기 발광 소자(100)는 연속적으로 빛을 생성할 수 있다. The
이하, 상기 발광 소자(100)의 구성 요소를 중심으로 상세히 설명한다.Hereinafter, the components of the
상기 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 기판(110) 상에는 상기 베이스층(120)이 형성될 수 있다. The
상기 베이스층(120)은 상기 기판(110)과 상기 제1 도전형 반도체층(130) 사이의 격자 상수 차이를 완화하여, 상기 제1 도전형 반도체층(130)이 양호한 결정성을 가지면서 성장할 수 있도록 할 수 있다. The
상기 베이스층(120)은 예를 들어, 버퍼층과 언도프트(Undoped) 반도체층 중 적어도 하나를 포함하는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 베이스층(120)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. For example, the
상기 베이스층(120) 상에는 상기 제1 발광 구조물(A)이 형성될 수 있다. 상기 제1 발광 구조물(A)은 상기 제1 도전형 반도체층(130), 상기 제1 도전형 반도체층(130) 상에 상기 제1 활성층(140), 상기 제1 활성층(140) 상에 상기 제2 도전형 반도체층(150)을 포함한다.The first light emitting structure A may be formed on the
상기 제1 도전형 반도체층(130)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있 는데, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, C 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The first conductivity-
상기 제1 도전형 반도체층(130) 상에는 제1 활성층(140)이 형성될 수 있다. 상기 제1 활성층(140)은 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW : Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다. 상기 제1 활성층(140)은 상기 제1,2 도전형 반도체층(130,150)에 의해 공급받은 캐리어(전자 및 정공)을 이용하여 빛을 생성할 수 있다. The first
상기 제1 활성층(140)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있다.The first
상기 제1 활성층(140) 상에는 상기 제2 도전형 반도체층(150)이 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(150)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The second conductivity
또한, 상기 제1 활성층(140)의 위 및/또는 아래에는 n형 또는 p형 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 상기 클래드층(미도시)은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 구현될 수 있다.In addition, a clad layer (not shown) doped with an n-type or p-type dopant may be formed on and / or under the first
상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에는 상기 비전도성 반도체층(160)이 형성 될 수 있다. 즉, 상기 비전도성 반도체층(160)은 상기 제2 도전형 반도체층(150)과 상기 제3 도전형 반도체층(170) 사이, 다시 말해, 상기 제1 발광 구조물(A)과 제2 발광 구조물(B) 사이에 형성될 수 있다. The
상기 비전도성 반도체층(160)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 비전도성 반도체층(160)은 상기 제1,2,3,4 도전형 반도체층(130,150,170,190)에 비해 현저히 낮은 캐리어 농도(Carrier Concentration), 예를 들어 1016cm-2 이하의 캐리어 농도를 가져서, 실질적으로 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 상기 비전도성 반도체층(160)은 상기 제1 발광 구조물(A)과 상기 제2 발광 구조물(B)을 서로 절연시킬 수 있다. The
상기 비전도성 반도체층(160)의 두께는 예를 들어, 10nm 내지 1000nm 일 수 있다. 상기 비전도성 반도체층(160)이 10nm 미만의 두께를 가지는 경우에는 터널링(Tunneling) 현상 등에 의해 상기 제1 발광 구조물(A)과 상기 제2 발광 구조물(B) 사이에 누설 전류가 발생하여 상기 발광 소자(100)가 제대로 동작하지 않을 수 있다. 또한, 상기 비전도성 반도체층(160)이 1000nm를 초과하는 두께를 가지는 경우에는 상기 공통 전극(165)을 형성하는 공정이 복잡해지고, 상기 공통 전극(165)의 두께가 두꺼워질 수 있다. The thickness of the
상기 비전도성 반도체층(160) 상에는 상기 제2 발광 구조물(B)이 형성될 수 있다. 상기 제2 발광 구조물(B)은 상기 제3 도전형 반도체층(170), 상기 제3 도전형 반도체층(170) 상에 상기 제2 활성층(180), 상기 제2 활성층(180) 상에 상기 제4 도전형 반도체층(190)을 포함한다.The second light emitting structure B may be formed on the
상기 제3 도전형 반도체층(170)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있는데, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, C 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The third conductivity-
상기 제3 도전형 반도체층(170) 상에는 상기 제2 활성층(180)이 형성될 수 있다. 상기 제2 활성층(180)은 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW : Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다. 상기 제2 활성층(180)은 상기 제3,4 도전형 반도체층(170,190)에 의해 공급받은 캐리어(전자 및 정공)을 이용하여 빛을 생성할 수 있다. The second
상기 제2 활성층(180)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있다.The second
상기 제2 활성층(180) 상에는 상기 제4 도전형 반도체층(190)이 형성될 수 있다. 상기 제4 도전형 반도체층(190)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The fourth
또한, 상기 제2 활성층(180)의 위 및/또는 아래에는 n형 또는 p형 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 상기 클래드층(미도시)은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 구현될 수 있다.In addition, a clad layer (not shown) doped with an n-type or p-type dopant may be formed on and / or under the second
한편, 상기 제1,3 도전형 반도체층(130,170)에 p형 도펀트가 도핑되고, 상기 제2,4 도전형 반도체층(150,190)에 n형 도펀트가 도핑될 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.Meanwhile, p-type dopants may be doped into the first and third conductivity-type semiconductor layers 130 and 170, and n-type dopants may be doped into the second and fourth conductivity-type semiconductor layers 150 and 190, but embodiments are not limited thereto.
상기 베이스층(120), 제1 발광 구조물(A), 비전도성 반도체층(160) 및 제2 발광 구조물(B)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy) 또는 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 제2 도전형 반도체층(150) 및 제3 도전형 반도체층(170)에는 상기 공통 전극(165)이 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 공통 전극(165)은 상기 제1 발광 구조물(A)과 상기 제2 발광 구조물(B)에 동시에 전기적으로 연결될 수 있다. The
예를 들어, 도시된 것처럼, 상기 공통 전극(165)은 상기 제3 도전형 반도체층(170) 및 상기 비전도성 반도체층(160)의 측면 중 적어도 일부분과, 상기 제2 도전형 반도체층(150)의 상면 및 측면의 적어도 일부분에 형성될 수 있다. For example, as illustrated, the
또한, 도 2에 도시된 것처럼, 상기 공통 전극(165)은 상기 발광 소자(100)의 전류 퍼짐 효과를 향상시키기 위해, 상기 제3 도전형 반도체층(170), 비전도성 반도체층(160) 및 제2 도전형 반도체층(150)의 세 개의 면을 둘러싸도록 형성될 수 있으나, 상기 공통 전극(165)의 형상에 대해 한정하지는 않는다. In addition, as illustrated in FIG. 2, the
상기 공통 전극(165)을 형성하기 위해, 상기 발광 소자(100)에 상기 제2 도전형 반도체층(150)이 노출되도록 메사 에칭(Mesa Etching)을 실시할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.In order to form the
상기 공통 전극(165)은 접지(Ground) 상태의 외부 단자와 예를 들어, 제3 와이어(166)에 의해 전기적으로 연결되므로, 상기 제2 도전형 반도체층(150) 및 제3 도전형 반도체층(170)은 상기 공통 전극(165)에 의해 접지 상태를 가진다.Since the
상기 공통 전극(165)은 증착 공정 또는/및 도금 공정에 의해 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다. The
상기 제1 도전형 반도체층(130) 상에는 제1 전극(131)이 형성되고, 상기 제4 도전형 반도체층(190) 상에는 제2 전극(191)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(131)을 형성하기 위해, 상기 발광 소자(100)에 상기 제1 도전형 반도체층(130)이 노출되도록 메사 에칭(Mesa Etching)을 실시할 수 있다. A
상기 제1,2 전극(131,191)은 증착 공정 또는/및 도금 공정에 의해 구리(Cu), 금(Au), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다. The first and
상기 제1 전극(131)은 상기 제1 발광 구조물(A)에 전원을 제공하며, 상기 제 2 전극(191)은 상기 제2 발광 구조물(B)에 전원을 제공한다. The
이때, 상기 제1 전극(131)과 상기 제2 전극(191)은 동일한 교류(AC) 전원에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(131) 및 제2 전극(191)에는 제1 와이어(132)와 제2 와이어(192)가 각각 연결될 수 있으며, 상기 제1,2 와이어(132,192)는 동일한 외부의 교류(AC) 전원에 전기적으로 연결될 수 있다. In this case, the
한편, 상기 외부의 교류(AC) 전원은 상기 발광 소자(100)의 구동에 적합한 피크 투 피크(peak to peak) 전압을 가지도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(100)가 3.3V의 동작 전압을 갖는 경우, 상기 외부의 교류(AC) 전원은 -3.3V 내지 3.3V의 피크 투 피크(peak to peak) 전압을 가질 수 있다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않는다.On the other hand, the external AC power may be provided to have a peak to peak voltage suitable for driving the
따라서, 상기 제1,2 전극(131,191) 및 공통 전극(165)에 의해, 상기 교류(AC) 전원이 (-) 전압을 공급하는 경우에는 상기 제1 발광 구조물(A)이 발광하고, (+) 전압을 공급하는 경우에는 상기 제2 발광 구조물(B)이 발광하게 되므로, 상기 제1,2 발광 구조물(A,B)이 교번적으로 발광하게 되어 상기 발광 소자(100)는 연속적으로 빛을 생성할 수 있다.Accordingly, when the AC power supplies a negative voltage by the first and
또한, 상기 발광 소자(100)는 (+),(-) 전압 모두를 사용하여 발광하므로, 기존의 발광 소자와 같이 역방향 전류에 의해 파손될 위험이 줄어들 수 있다.In addition, since the
한편, 상기 공통 전극(165)에 상기 교류 전원(AC)이 제공되고, 상기 제1,2 전극(131,191)이 접지 상태를 가질 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The AC power source AC is provided to the
도 3은 실시예에 따른 발광 소자(100)를 간단한 회로도로 나타낸 도면이다.3 is a schematic circuit diagram of a
도 3을 참조하면, 상기 발광 소자(100)를 이루는 상기 제1 발광 구조물(A)과 제2 발광 구조물(B)의 일측은 교류(AC) 전원에 연결되며, 타측은 접지(ground)된 것으로 나타낼 수 있다. Referring to FIG. 3, one side of the first light emitting structure A and the second light emitting structure B constituting the
상기 교류(AC) 전원은 (+) 전압과 (-) 전압을 교번적으로 공급하는데, (-) 전원이 공급되는 경우에는 상기 제1 발광 구조물(A)이 발광하게 되고, (+) 전압이 공급되는 경우에는 상기 제2 발광 구조물(B)이 발광하게 되어, 상기 발광 소자(100)는 연속적으로 빛을 생성할 수 있다.The alternating current (AC) power alternately supplies a positive voltage and a negative voltage. When the negative power is supplied, the first light emitting structure A emits light. When supplied, the second light emitting structure B may emit light, and the
한편, 상기 발광 소자(100)의 설계에 따라 (+) 전압을 공급하는 경우에 상기 제1 발광 구조물(A)이 발광하고, (-)전압을 공급하는 경우에 상기 제2 발광 구조물(B)이 발광할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. Meanwhile, the first light emitting structure A emits light when the positive voltage is supplied according to the design of the
이하, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법에 대해 설명한다. 다만, 상술한 것과 중복되는 설명에 대해서는 생략한다. Hereinafter, a method of manufacturing the
도 4 내지 도 7은 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법을 설명하는 도면이다. 다만, 상기 발광 소자(100)의 제조방법 및 그 순서에 대해 한정하지는 않는다.4 to 7 illustrate a method of manufacturing the
도 4를 참조하면, 상기 기판(110) 상에 상기 베이스층(120), 상기 제1 발광 구조물(A), 상기 비전도성 반도체층(160) 및 상기 제2 발광 구조물(B)을 차례로 형성할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
상기 제1 발광 구조물(A)은 상기 제1 도전형 반도체층(130), 상기 제1 도전형 반도체층(130) 상에 상기 제1 활성층(140), 상기 제1 활성층(140) 상에 상기 제2 도전형 반도체층(150)을 포함하고, 상기 제2 발광 구조물(B)은 상기 제3 도전형 반도체층(170), 상기 제3 도전형 반도체층(170) 상에 상기 제2 활성층(180), 상기 제2 활성층(180) 상에 상기 제4 도전형 반도체층(190)을 포함한다.The first light emitting structure A may be formed on the first
상기 베이스층(120), 제1 발광 구조물(A), 비전도성 반도체층(160) 및 제2 발광 구조물(B)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy) 또는 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
상기 베이스층(120)은 예를 들어, 챔버에 트리메틸 알루미늄 가스(TMAl), 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3) 및 질소 가스(N2)가 주입되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the
상기 제1,3 도전형 반도체층(130,170)은 예를 들어, 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The first and third conductivity-type semiconductor layers 130 and 170 may include, for example, n-type impurities such as trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and silicon (Si) in the chamber. The silane gas (SiH 4 ) including may be injected and formed, but is not limited thereto.
상기 제1,2 활성층(140,180)은 예를 들어, 챔버에 트리메틸 갈륨 가 스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 InGaN/GaN 구조를 갖는 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.In the first and second
상기 제2,4 도전형 반도체층(150,190)은 예를 들어, 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second and fourth conductivity-type semiconductor layers 150 and 190 may include, for example, p-type impurities such as trimethyl gallium gas (TMGa), ammonia gas (NH 3 ), nitrogen gas (N 2 ), and magnesium (Mg) in the chamber. Bicetyl cyclopentadienyl magnesium (EtCp 2 Mg) {Mg (C 2 H 5 C 5 H 4 ) 2 } including may be formed by injection, but is not limited thereto.
상기 비전도성 반도체층(160)은 예를 들어, 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3) 및 질소 가스(N2)가 주입되어 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The
도 5를 참조하면, 상기 제1 도전형 반도체층(130) 상에는 제1 전극(131)이 형성되고, 상기 제4 도전형 반도체층(190) 상에는 제2 전극(191)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(131)을 형성하기 위해, 상기 발광 소자(100)에 상기 제1 도전형 반도체층(130)이 노출되도록 메사 에칭(Mesa Etching)을 실시할 수 있다. Referring to FIG. 5, a
도 6을 참조하면, 상기 제2 도전형 반도체층(150) 및 제3 도전형 반도체층(170)에는 상기 공통 전극(165)이 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 6, the
예를 들어, 도시된 것처럼, 상기 공통 전극(165)은 상기 제3 도전형 반도체층(170) 및 상기 비전도성 반도체층(160)의 측면 중 적어도 일부분과, 상기 제2 도전형 반도체층(150)의 상면 및 측면의 적어도 일부분에 형성될 수 있다. For example, as illustrated, the
상기 공통 전극(165)을 형성하기 위해, 상기 발광 소자(100)에 상기 제2 도전형 반도체층(150)이 노출되도록 메사 에칭(Mesa Etching)을 실시할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.In order to form the
도 7을 참조하면, 상기 제1,2 전극(131,191)에는 상기 제1,2 와이어(132,192)가 각각 연결되고, 상기 공통 전극(165)에는 상기 제3 와이어(166)가 연결되어, 상기 발광 소자(100)를 외부의 교류(AC) 전원과 연결할 수 있다. Referring to FIG. 7, the first and
이때, 상기 제1,2 와이어(132,192)는 동일한 교류(AC) 전원에 연결되고, 상기 제3 와이어(166)는 접지 상태의 외부 단자에 연결될 수 있다. In this case, the first and
이에 따라, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)는 교류(AC) 전원을 공급받아 연속적으로 빛을 방출할 수 있다. Accordingly, the
<제2 실시예>Second Embodiment
이하, 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B) 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the
제2 실시예에 따른 발광 소자(100B)는 공통 전극의 형상을 제외하고는 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)와 동일하다.The
도 8은 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B)의 단면도이다.8 is a cross-sectional view of the
도 8을 참조하면, 상기 발광 소자(100B)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 베이스층(120), 상기 베이스층(120) 상에 제1 발광 구조물(A), 상기 제1 발광 구조 물(A) 상에 비전도성 반도체층(160), 상기 비전도성 반도체층(160) 상에 상기 제2 발광 구조물(B), 상기 제1 발광 구조물(A)에 전원을 공급하는 제1 전극(131), 상기 제2 발광 구조물(B)에 전원을 공급하는 제2 전극(191), 상기 제1,2 발광 구조물(A,B)을 접지(ground) 상태의 외부 단자와 전기적으로 연결시키는 공통 전극(165b)을 포함한다. Referring to FIG. 8, the
상기 공통 전극(165b)은 제3 도전형 반도체층(170)의 상면 및 측면과, 상기 비전도성 반도체층(160)의 측면과, 상기 제2 도전형 반도체층(150)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다. The
상기 공통 전극(165b)을 형성하기 위해, 상기 발광 소자(100B)에 상기 제2 도전형 반도체층(150)이 노출되도록 메사 에칭(Mesa Etching)을 실시할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.In order to form the
또한, 상기 공통 전극(165b)은 상기 발광 소자(100B)의 전류 퍼짐 효과를 향상시키기 위해 다양한 형상을 가지도록 설계될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. In addition, the
<제3 실시예>Third Embodiment
이하, 제3 실시예에 따른 발광 소자(100C) 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 제3 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the
제3 실시예에 따른 발광 소자(100C)는 공통 전극의 형상을 제외하고는 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)와 동일하다.The
도 9는 제3 실시예에 따른 발광 소자(100C)의 단면도이다.9 is a sectional view of a
도 9를 참조하면, 상기 발광 소자(100C)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 베이스층(120), 상기 베이스층(120) 상에 제1 발광 구조물(A), 상기 제1 발광 구조물(A) 상에 비전도성 반도체층(160), 상기 비전도성 반도체층(160) 상에 상기 제2 발광 구조물(B), 상기 제1 발광 구조물(A)에 전원을 공급하는 제1 전극(131), 상기 제2 발광 구조물(B)에 전원을 공급하는 제2 전극(191), 상기 제1,2 발광 구조물(A.B)을 접지(ground) 상태의 외부 단자와 각각 전기적으로 연결시키는 제1,2 공통 전극(165c,165d)을 포함한다. Referring to FIG. 9, the
상기 제1 공통 전극(165c)은 상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에 형성될 수 있으며, 상기 제2 공통 전극(165d)은 상기 제3 도전형 반도체층(170) 상에 형성될 수 있다. The first
예를 들어, 상기 제1,2 공통 전극(165c,165d)은 각각 제4,5 와이어(166c,166d)에 의해 접지 상태의 외부 단자와 전기적으로 연결될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. For example, the first and second
<제4 실시예><Fourth Embodiment>
이하, 제4 실시예에 따른 발광 소자(100D) 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다. 제4 실시예를 설명함에 있어서, 상기 제1 실시예와 동일한 부분에 대해서는 제1 실시예를 참조하며, 중복 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the light emitting device 100D according to the fourth embodiment and a manufacturing method thereof will be described in detail. In the description of the fourth embodiment, the same parts as in the first embodiment will be described with reference to the first embodiment, and redundant description thereof will be omitted.
제4 실시예에 따른 발광 소자(100D)는 전극의 배치가 수직 방향으로 되어 있는 수직형 발광 소자라는 점을 제외하고는 상기 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)와 동일하다.The light emitting device 100D according to the fourth embodiment is the same as the
도 10은 제4 실시예에 따른 발광 소자(100D)의 단면도이다.10 is a cross-sectional view of the light emitting device 100D according to the fourth embodiment.
도 10을 참조하면, 상기 발광 소자(100D)는 전도성 지지부재(195)와, 상기 전도성 지지부재(195) 상에 반사층(194)과, 상기 반사층(194) 상에 제2 발광 구조물(B)과, 상기 제2 발광 구조물(B) 상에 비전도성 반도체층(160)과, 상기 비전도성 반도체층(160) 상에 제1 발광 구조물(A)과, 상기 제1 발광 구조물(A) 상에 제1 전극(131)과, 상기 제1,2 발광 구조물(A,B)을 접지(ground) 상태의 외부 단자와 전기적으로 연결시키는 공통 전극(165)을 포함한다. Referring to FIG. 10, the light emitting device 100D includes a
상기 전도성 지지부재(195)는 상기 제1 전극(131)과 함께, 상기 발광 소자(100D)에 전원을 제공한다. 즉, 상기 전도성 지지부재(195) 및 상기 제1 전극(131)은 동일한 외부의 교류(AC) 전원에 전기적으로 연결된다. The
상기 전도성 지지부재(195)는 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.The
상기 반사층(194)은 반사율이 높은 은(Ag), 알루미늄(Al), 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.The
상기 발광 소자(100D)는 도 1의 발광 소자(100)에서, 상기 제2 발광 구조물(B) 아래에 상기 전도성 지지부재(195)를 형성한 후에 상기 제1 발광 구조물(A) 상에 부착되어 있던 기판(미도시)을 제거하고, 상기 제1 반도체층(130) 상에 상기 제1 전극(131)을 형성함으로써 제공될 수 있다.In the
<발광 소자 패키지><Light Emitting Device Package>
도 11은 실시예에 따른 발광 소자(100)를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다. 11 is a cross-sectional view of a light emitting device package including the
도 11을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체부(20)와, 상기 몸체부(20)에 설치된 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과, 상기 몸체부(20)에 설치되어 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 전기적으로 연결되는 상기 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(40)를 포함한다.Referring to FIG. 11, the light emitting device package according to the embodiment may include a
상기 몸체부(20)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The
상기 발광 소자(100)는 상기 몸체부(20) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 상에 설치될 수 있다.The
상기 발광 소자(100)의 상기 제1,2 와이어(132,192)는 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제3 와이 어(166)는 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 중 다른 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않는다. The first and
상기 몰딩부재(40)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(40)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, and the like described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in the embodiments may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the above description has been made with reference to the embodiment, which is merely an example, and is not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains will be illustrated as above without departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
도 1 내지 도 10은 실시예들에 따른 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 발광 소자 패키지를 설명하는 도면이다. 1 to 10 illustrate a light emitting device, a light emitting device package, and a light emitting device package according to embodiments.
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